KR20090012913A - 지티이엠 셀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지티이엠 셀에 관한 것으로서, 사면체 형상의 외부도체; 및 상기 외부도체의 바닥면에 수직으로 장착되는 내부도체를 포함하며, 상기 내부도체는 상기 외부도체 내에서 내부도체에 의해 분할되는 공간의 부피가 서로 다르도록 비대칭으로 연결되어, 중력 또는 온도에 따라 내부도체가 늘어지는 현상을 방지함으로서 특성 임피던스와 전자계 세기를 일정하게 유지할 수 있으므로 장치의 정확도와 신뢰도를 높일 수 있으며 내부도체에 의해 분할되는 공간을 모두 활용하여 시험공간으로 사용함으로써 보다 간단하고 편리하게 GTEM 셀을 사용할 수 있는 효과가 있다.

전자파, 센서, GTEM, 수직, 프로브

Description

지티이엠 셀{GTEM cell}

본 발명은 지티이엠 셀에 관한 것으로서, 특히 내부도체를 수직으로 장착하여 중력 또는 온도에 따라 내부도체가 늘어지는 현상을 방지함으로써 지티이엠 셀 내의 특성 임피던스와 전자계 세기가 일정하게 유지되도록 하는 지티이엠 셀에 관한 것이다.

일반적으로 전자파 적합성(EMC; ElectroMagnetic Compatibility) 측정 시험장으로 활용되고 있는 전자파 무반사실이나 야외 시험장은 전자파 간섭 영향이 없고 시험장 내에서 타 장애물과의 반사 및 커플링 효과가 없어야 하는 시험환경 요구조건을 만족하여야 한다. 그러나 이러한 조건을 만족시키기 위해서는 엄청난 설치 비용을 부담해야 하는 어려움이 있으므로 그 대체시설로서 전자파 적합성 시험이 가능하고 측정 센서류의 교정에도 활용할 수 있으며, 저가로 설치 가능한 장치인 TEM 셀(Transverse ElectroMagnetic) 셀을 사용한다. TEM 셀은 처음 개발된 이래로 여러 형태의 개량형이 개발되고 있으며, 그 중 TEM 셀이 사용 주파수 대역의 제한을 받는 문제점을 개선하여 dc에서부터 Ghz단위까지의 사용 주파수 대역을 넓혀놓은 것이 GTEM(Giga-herz Transverse ElectroMagnetic) 셀이다.

이 장치는 TEM 셀과 무 반사실의 혼합형을 기본으로 한 광대역 전자파 시험 시설로서, 정점인 동축 커넥터에서부터 내부도체인 셉텀(setpum) 및 외부도체를 가지고 피라미드 형태로 벌어지면서 전자파 흡수체가 부착되어 있는 벽으로부터 닫혀 있는 형태이다. 내부도체는 피라미드 형태의 외부도체가 형성하는 공간 내에 수평으로 장착되며, 내부도체에 의해 분할된 공간 중 어느 한 공간 내에 전자파 적합성을 판단하기 위한 피 실험체를 넣어서 시험 또는 교정을 수행하게 된다.

그러나, 상기와 같이 구성되는 GTEM 셀은 내부도체가 수평으로 놓여짐에 따라 중력의 영향을 받아 점차 중력방향으로 휘어지게 되는 문제점이 있다. 특히 내부도체는 금속이므로 GTEM 셀의 내부 온도가 증가할수록 휘어지는 정도 역시 증가하게 되며, GTEM 셀은 외부도체와 내부도체로 이루어지는 공간 내에서 전자계를 형성하여야 하므로 내부도체가 휘어지면 해당 공간 내에서 형성되는 전자계가 균일하지 않게 되어 정상적인 실험이 어려워진다.

또한, 센서를 교정하고자 하는 경우 센서를 셀 내에 넣어 센서의 전자파 특성을 수행하고, 다시 프로브를 넣어 셀 내의 전자계를 측정하는 단계를 사용자가 반복하여 수행하는 번거로움이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 GTEM 셀을 수직형으로 하여 내부도체인 셉텀(septum)이 세로로 장착됨에 따라 중력 및/또는 온도의 작용에 의해 셉텀이 중력방향으로 늘어지는 것을 방지하여 균일한 전자계를 유지할 수 있도록 하는 GTEM 셀을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 셉텀에 의해 분할되는 공간의 일 측에 각각 피 실험체 설치 창을 구비하여 분할 공간을 모두 실험공간으로 활용할 수 있어 공간의 활용성을 높일 수 있는 GTEM 셀을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 피 시험체 설치 창에 직접 피 시험체를 장착하여 시험 가능영역을 넓힐 수 있을 뿐 아니라 셉텀의 위치를 조정하여 각 분할공간 내에서 서로 다른 세기의 전자계가 형성되도록 하므로 센서의 교정 정확도와 시험의 신뢰도를 향상시키는 GTEM 셀을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1특징에 따른 지티이엠 셀은 사면체 형상의 외부도체; 및 상기 외부도체의 바닥면에 수직으로 장착되는 내부도체를 포함한다.

또한, 본 발명의 제 2특징에 따른 지티이엠 셀은 사면체 형상이며 서로 대향하는 양면에 피 시험체 설치 창이 각각 형성되는 외부도체; 및 상기 외부도체 내에서 수직으로 장착되는 내부도체를 포함한다.

상기 내부도체는 상기 외부도체 내에서 상기 내부도체에 의해 분할되는 공간의 부피가 서로 다르도록 위치하여 장착되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 GTEM 셀은 바닥면에 수직으로 장착되는 셉텀을 구비하여 중력 및/또는 온도에 관계없이 특성 임피던스와 전자계 세기를 일정하게 유지할 수 있으므로 장치의 정확도와 신뢰도를 높일 수 있다. 또한, 셉텀에 의해 분할되는 공간을 모두 활용하여 시험공간으로 사용함으로써 GTEM 셀의 공간 활용도를 높이고 보다 간단하고 편리하게 GTEM 셀을 사용할 수 있도록 하는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 설명한다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 GTEM 셀이 도시된 도로서, 도 1(a)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 GTEM 셀의 평면도, 도 1(b)는 GTEM 셀의 단면도, 및 도 1(c)는 GTEM 셀의 사시도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 GTEM 셀은, 도 1에 도시된 바와 같이, 피라미드 형의 사면체 형상을 갖는 외부도체(10), 상기 외부도체(10) 내에 장착되는 내부도체인 셉텀(20, septum)을 포함하여 구성된다. 내부도체(20)는 외부도체(10) 밑면 및 꼭지점과 연결되어 바닥면에 대해 수직으로 장착된다. 또한, 피시험체가 장착되기 위한 피시험체 설치창(30)이 외부도체(10)에 적어도 하나 이상 형성되며, 셉텀(20)과 외부도체(10)를 연결하는 분포저항판(25), 및 전자파를 흡수하는 흡수체(40)를 포함한다.

전자파 흡수체(40)는 재질과 크기에 따라 조금씩 차이는 있으나 저주파 대역에서의 성능이 좋지 못하므로 저주파 대역에서의 전자파를 차단하기 위한 분포저항(25)이 내부도체(20)와 외부도체(10) 사이에 연결되며, 저주파 대역에서 전기회로적으로 50오옴이 되도록 하는 것이 바람직하다.

분포 저항판(25)은 정밀한 저항값을 갖는 저항들이 인쇄회로 기판 상에 분포하여 배치된 것으로 일체형으로도 설치할 수 있으나, 여러개의 분포 저항판으로 나누어 구성할 수도 있다.

내부도체(20)는 외부도체(10) 내에서 상기 외부도체(10)의 바닥면에 수직으로 장착되며, 이에 따라 상기 외부도체(10)의 바닥면이 분할되면서 상기 외부도체(10) 내의 공간을 이분할하게 된다. 따라서, 종래 내부도체가 상기 외부도체의 바닥면에 대해 수평으로 놓여져 상부의 공간만을 시험공간으로 활용했던 데 반해, 본 발명에 따른 내부도체는 수직으로 장착되어 분할된 양 공간을 모두 시험공간으로 활용할 수 있다.

이때, 상기 내부도체(20)는 사면체 구조의 중심에서 빗겨나 일측에 치우치도록 장착될 수 있으며 이러한 경우 내부도체(20)에 의해 이분할되는 공간 중 어느 한쪽의 영역이 상대적으로 증가하므로 시험영역으로 활용할 수 있는 균일장 영역이 넓게 된다. 상기 내부도체(20)는 외부도체(10)의 바닥면 및 옆면과 접하는 위치를 변경하여 시험 영역의 부피를 조절할 수 있도록 하는 내부도체 이동수단(미도시)을 더 포함할 수 있다.

내부도체(20)는 N형 커넥터(15)를 통해 동축 케이블과 연결되며 N형 커넥터(15)는 50오옴 또는 75오옴의 커넥터가 사용되는 것이 바람직한데, 이 영역에서는 쇼트패스 현상에 의한 고전력 전송이 제한받게 되므로 자연스럽게 임피던스 정합이 이루어지도록 전기적 연결을 이루는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 GTEM 셀은 dc에서 1Ghz까지 연속파 또는 펄스원을 사용하여 시험공간에서 일정한 전계를 발생시킨다. 또한, 상기 피 시험체 설치창(30)에 피 시험체를 장착한 후 피 시험체를 작동시키면 피 시험기기로부터의 방사전력이 GTEM 셀 출력단을 통해 전달되며, GTEM 셀의 출력단과 연결된 동축 케이블을 통해 전력 수신기에 전달되면, 전력수신기는 전달된 전력을 측정하여 컴퓨터 시스템으로 전달함으로써 시험 결과를 확인할 수 있다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 GTEM 셀에 있어서, 피시험체 설치 창이 도시된 도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 GTEM 셀에 있어서, 피시험체 설치창(30)은 GTEM 셀을 구성하는 외부도체(10)의 양면에 구비될 수 있다. 피시험체 설치창(30)은 EMC 실험을 위한 피시험체가 고정 및 장착되기 위한 것으로서 피시험체가 장착되는 피시험체 고정대(50)가 상기 설치창(30)에 부분 삽입됨으로써 피시험체가 GTEM 셀 내의 공간 상에 배치된다. 따라서, 피시험체 설치창(30)은 내부도체(20)에 의해 양분되는 공간을 형성하는 외부도체의 양 대향면에 구비될 수 있으나 이에 한정되지 않으며 분할 공간 내에서 형성되는 전자계의 세기 분포에 따라 적절한 위 치에 구비될 수 있다.

또한, 피시험체 설치창(30)이 형성된 각 일면의 측면에 판넬(17)을 설치하여 피시험체에 공급되는 여러 전원선 및 신호선이 위치하도록 함으로써 전원선 및 신호선에 의한 영향을 최소로 할 수 있으며, 판넬(17)은 전원선 및 신호선이 SMA커넥터를 통해 연결되기 위한 SMA포트를 형성할 수 있다.

상기와 같이 구성 및 동작하는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 GTEM 셀은 은 피시험체로부터 방출되는 전자파를 측정하거나 반대로 피시험체에 전자파를 인가하여 피시험체의 내성 정도를 파악하기 위한 것으로 활용될 수 있다. 또한, GTEM 셀은 비교적 정확한 전자계를 발생시킬 수 있기 때문에 필드프로브 등과 같은 센서류의 교정이나 검증을 위한 적절한 장치로 사용될 수 있다.

도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 GTEM 셀에 있어서, 2개의 센서가 설치된 형태가 도시된 도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 GTEM 셀은 외부도체(10)에 형성된 2개의 피시험체 설치창(50a, 50b)에 부분 방전용 센서(S1, S2)를 고정 장착하여 상기 센서(S1, S2)를 교정할 수 있다.

부분 방전용 센서는 모터 등 전력기기가 운전 중일때 고압 절연물에서 발생가능한 부분방전 현상을 검출하기 위한 센서로서 전력기기가 가동하면서 기기 주변에 발생하는 전자파에 영향을 받지 않고 정상적으로 부분방전 상태를 검출할 수 있어야 하므로 이를 위한 전자계에서의 교정과정이 필요하다.

이때, 상기 방전용 센서(S1, S2)는 장착되는 전력기기에 따라 견딜 수 있는 전자계의 세기가 상이할 수 있으므로 본 발명에 따른 GTEM 셀에 있어서 내부도체(20)가 외부도체(10)의 바닥면 및 옆면과 접하는 위치를 변경하여 시험공간의 부피를 서로 다르게 하면 고 전자계와 저 전자계에서의 센서(S1, S2)의 동작을 동시에 시험하여 교정할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 GTEM 셀을 이용하여 부분 방전용 센서를 교정하고자 하는 경우 표준 프로브를 장착하여 셀 내 공간에 형성되는 전자계의 세계를 정확하게 관측할 수 있다.

도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 GTEM 셀에 장착되는 표준 프로브가 도시된 도로서, 도 4(a)는 표준 프로브가 장착되는 단면이 도시된 도, 도 4(b)는 상기 표준 프로브가 도시된 구성도, 도 4(c)는 본 발명에 따른 피시험체 고정대에 표준 프로브가 장착된 정면도이다.

도 4(b)에 도시된 바와 같이 표준 프로브(64)는 전자파 감지를 위한 탐침, 및 본 발명에 따른 피시험체 고정대에 연결되기 위한 연결부재를 포함하여 구성된다. 이때 본 발명에 따른 피시험체 고정대(60)는 도 4(c)에 도시된 바와 같이 적어도 하나 이상의 표준 프로브(64)가 고정되기 위해 상기 표준 프로브(64)의 탐침이 관통할 수 있는 크기의 홀이 적어도 하나 이상 형성될 수 있다. 또한, 상기 각 표준 프로브(64)는 도 4(a)에 도시된 바와 같이 소정의 케이블(62)과 연결되어 피시험체 고정대(60)에 고정된 표준 프로브(64)로부터 전달되는 전자계 관련 신호를 상기 케이블(62)과 연결된 컴퓨터 등의 전자기기로 전달할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 GTEM 셀에 있어서, 보다 효율적으로 부분 방전용 센서 를 교정하기 위해 교정하기 위한 센서와 표준 프로브를 동시에 본 발명에 따른 GTEM 셀에 장착할 수 있다.

도 5 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 GTEM 셀에 있어서, 1개의 센서와 표준 프로브가 설치된 형태가 도시된 도이다.

도 5에 도시된 바와 같이 외부도체(10)에 구비된 2개의 피시험체 설치창(30) 중 하나에는 교정하기 위한 센서(S1)를 고정한 피시험체 고정대(50c)를 장착하고, 다른 하나에는 전자계를 계측하기 위한 표준 프로브(64)를 고정한 피시험체 고정대(60)를 장착하면 교정을 위한 전자계 시험 시 내부의 전계를 모니터링하면서 센서(S1)를 교정할 수 있으므로 미리 전자계의 세기를 확인하는 단계를 생략할 수 있으며 센서(S1)가 배치된 내부 공간 내에 형성된 전자계의 크기가 변하는 경우라도 표준 프로브(64)를 통해 즉시 이를 확인할 수 있으므로 정확하고 신뢰성있는 교정 및 평가를 수행할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 지티이엠 셀을 예시된 도면을 참조로 하여 설명하였으나 본 발명은 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 내부도체를 세로로 장착하여 늘어짐 현상을 방지하고 셀의 양면에 창을 각각 형성하여 서로 다른 세기의 전자계를 동시에 형성하여 활용할 수 있도록 하는 본 발명의 기술사상은 특허 청구범위의 범위 이내에서 당업자에 의해 용이하게 응용될 수 있음은 자명하다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 GTEM 셀이 도시된 도,

도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 GTEM 셀에 있어서, 피시험체 설치창이 도시된 도,

도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 GTEM 셀에 있어서, 2개의 센서가 설치된 형태가 도시된 도,

도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 GTEM 셀에 장착되는 표준 프로브가 도시된 도, 및

도 5 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 GTEM 셀에 있어서, 1개의 센서와 표준 프로브가 설치된 형태가 도시된 도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 외부도체 20: 내부도체

30: 피 시험체 설치창 50: 피 시험체 고정대

Claims (6)

1. 사면체 형상의 외부도체; 및

   상기 외부도체의 바닥면에 수직으로 장착되는 내부도체

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 지티이엠 셀.
2. 사면체 형상이며 서로 대향하는 양 면에 피 시험체 설치 창이 각각 형성되는 외부도체; 및

   상기 외부도체 내에서 수직으로 장착되는 내부도체

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 지티이엠 셀.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 지티이엠 셀은 상기 각 피 시험체 설치 창에 방전용 센서가 고정되어 상기 셀 내 공간에 배치되도록 하는 피시험체 고정대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지티이엠 셀.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 지티이엠 셀은 상기 피 시험체 설치 창에 표준 프로브가 고정되어 상기 셀 내 공간에 배치되도록 하는 피시험대 고정대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지티이엠 셀.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 지티이엠 셀은 상기 각 피시험체 설치 창에 방전용 센서 및 표준 프로브가 고정되어 상기 셀 내에 설치되도록 하는 것을 특징으로 하는 지티이엠 셀.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 내부도체는 상기 외부도체 내에서 상기 내부도체에 의해 분할되는 공간의 부피가 서로 다르도록 위치하여 장착되는 것을 특징으로 하는 지티이엠 셀.

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